Shiitake Mushroom Peptide นวัตกรรมจากธรรมชาติเพื่อสุขภาพหัวใจ

ความดันโลหิตสูง หรือภาวะความดันโลหิตสูงเรื้อรัง เป็นภัยเงียบที่คุกคามสุขภาพของผู้คนทั่วโลก และเป็นปัจจัยกระตุ้นหลักที่นำไปสู่ภาวะเกี่ยวกับหัวใจและหลอดเลือดที่อันตรายถึงชีวิต เช่น โรคหัวใจและโรคหลอดเลือดสมอง ในขณะที่ยาแผนปัจจุบันอาจมีผลข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์ ความต้องการทางเลือกจากธรรมชาติที่ปลอดภัยและได้รับการสนับสนุนทางวิทยาศาสตร์จึงเพิ่มสูงขึ้น เพื่อตอบสนองความต้องการนี้ งานวิจัยชิ้นสำคัญได้มุ่งเน้นไปที่การสกัด Shiitake Mushroom Peptide ซึ่งเป็นเปปไทด์ชนิดใหม่ที่มีศักยภาพสูงจากเห็ดหอม

การวิจัยและพัฒนาที่เป็นนวัตกรรมนี้ นำโดยทีมวิจัยที่โดดเด่นรวมถึงรองศาสตราจารย์ ดร. เกียรติทวี ชูวงศ์โกมล โดยใช้เทคโนโลยีชีวภาพขั้นสูงเพื่อแยกและพิสูจน์ประสิทธิภาพของเปปไทด์ดังกล่าว การค้นพบนี้มีแนวโน้มที่จะปฏิวัติตลาดผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร (Nutraceutical) และอาหารฟังก์ชัน (functional food) สำหรับสุขภาพหัวใจและหลอดเลือด โดยมอบโซลูชันฉลากสะอาด (clean-label) ที่มีรากฐานมาจากแหล่งอาหารที่น่าเชื่อถือและผ่านการตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์ที่เข้มงวด

วิทยาศาสตร์เบื้องหลังการจัดการความดันโลหิตสูงจากธรรมชาติ

ความดันโลหิตของร่างกายถูกควบคุมอย่างซับซ้อนโดยกระบวนการของฮอร์โมนที่เรียกว่าระบบเรนิน-แองจิโอเทนซิน (Renin-Angiotensin System) ภายในระบบนี้ เอนไซม์ ACE มีบทบาทสำคัญและทำหน้าที่สองอย่าง ประการแรก เอนไซม์ ACE จะเปลี่ยนสารที่เรียกว่าแองจิโอเทนซิน I ให้เป็นแองจิโอเทนซิน II ซึ่งเป็นสารที่ทำให้หลอดเลือดหดตัวอย่างรุนแรง ส่งผลให้ความดันโลหิตเพิ่มขึ้น ประการที่สอง เอนไซม์นี้จะย่อยสลายสารที่เรียกว่าเบรดีไคนิน (bradykinin) ซึ่งโดยธรรมชาติจะช่วยให้หลอดเลือดขยายตัวหรือเปิดกว้าง ผลสุทธิของการทำงานของ เอนไซม์ ACE จึงเป็นการเพิ่มขึ้นของความดันโลหิตอย่างมีนัยสำคัญ

ด้วยเหตุนี้ การยับยั้งเอนไซม์ ACE จึงเป็นวิธีการโดยตรงและได้รับการพิสูจน์ทางการแพทย์แล้วว่าสามารถส่งเสริมการขยายตัวของหลอดเลือดและลดความดันโลหิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ กลไกนี้เป็นพื้นฐานของยาที่ประสบความสำเร็จหลายชนิด วัตถุประสงค์หลักของงานวิจัยนี้คือการก้าวข้ามโซลูชันสังเคราะห์และค้นหาเปปไทด์ออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากธรรมชาติ ซึ่งเป็นชิ้นส่วนโปรตีนขนาดเล็กและจำเพาะเจาะจง จากแหล่งอาหารที่น่าเชื่อถือและเป็นที่ยอมรับทั่วโลก ซึ่งสามารถทำหน้าที่ยับยั้งที่สำคัญนี้ได้อย่างปลอดภัย มีประสิทธิภาพ และมีศักยภาพสูง

เห็ดหอม แหล่งที่มาที่น่าเชื่อถือของเปปไทด์ออกฤทธิ์ทางชีวภาพ

การเลือกเห็ดหอม (Lentinula edodes) เป็นวัตถุดิบตั้งต้นสำหรับการค้นพบครั้งนี้เป็นการตัดสินใจเชิงกลยุทธ์อย่างยิ่ง เห็ดหอมเป็นมากกว่าส่วนผสมในการทำอาหารทั่วไป โดยได้รับการยอมรับทั่วโลกว่าเป็น “อาหารฟังก์ชัน” ชั้นยอดและเป็นเห็ดทางการแพทย์ มีชื่อเสียงในด้านคุณสมบัติส่งเสริมสุขภาพที่หลากหลาย รวมถึงฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ ต้านการอักเสบ และลดคอเลสเตอรอล การเริ่มต้นจากแหล่งที่มาที่มีชื่อเสียงในเชิงบวกอย่างแข็งแกร่งในหมู่ผู้บริโภคที่ใส่ใจสุขภาพอยู่แล้ว จะช่วยให้เส้นทางสู่การยอมรับในตลาดสำหรับส่วนผสมใหม่นั้นราบรื่นขึ้นอย่างมาก ความน่าเชื่อถือของวัตถุดิบนี้ถือเป็นข้อได้เปรียบทางการตลาดในทันที

นักวิจัยเริ่มต้นกระบวนการพัฒนาผลิตภัณฑ์ด้วยเห็ดหอมแห้งคุณภาพสูง ซึ่งถูกบดเป็นผงละเอียดเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวสำหรับขั้นตอนต่อไป จากนั้นจึงใช้เอนไซม์ Alcalase® ซึ่งเป็นเอนไซม์เกรดอาหาร ทำการย่อยสลายด้วยเอนไซม์อย่างมีแบบแผน กระบวนการนี้ใช้เอนไซม์เปรียบเสมือนกรรไกรระดับโมเลกุลเพื่อตัดย่อยโปรตีนที่ซับซ้อนของเห็ดอย่างระมัดระวัง ปลดปล่อยส่วนผสมที่อุดมสมบูรณ์และหลากหลายของเปปไทด์ออกฤทธิ์ทางชีวภาพขนาดเล็กที่มีศักยภาพสูง สารตั้งต้นที่ได้จากการย่อยสลายนี้ได้กลายเป็นวัตถุดิบสำหรับขั้นตอนการเพิ่มประสิทธิภาพและการทำให้บริสุทธิ์ต่อไป

วิทยาศาสตร์ที่แม่นยำ การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิตเปปไทด์

เพื่อให้แน่ใจว่าโปรตีนไฮโดรไลเสตที่ได้มีฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ ACE สูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ทีมวิจัยได้ใช้เทคนิคการเพิ่มประสิทธิภาพที่ซับซ้อนซึ่งเรียกว่า ระเบียบวิธีพื้นผิวตอบสนอง (RSM) นี่เป็นวิธีการทางสถิติและคณิตศาสตร์ที่ทรงพลังซึ่งใช้ในวิศวกรรมกระบวนการเพื่อค้นหา “จุดที่เหมาะสมที่สุด” ที่ตัวแปรหลายตัวทำงานร่วมกันเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด แทนที่จะทดสอบปัจจัยทีละอย่าง RSM ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถทดสอบการผสมผสานของตัวแปรในกระบวนการที่สำคัญหลายอย่างไปพร้อมกันได้อย่างเป็นระบบ: อุณหภูมิ เวลาในการย่อยสลาย และอัตราส่วนเอนไซม์ต่อสารตั้งต้น (E/S)

กระบวนการพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่พิถีพิถันนี้ช่วยให้ทีมงานก้าวข้ามการคาดเดาและระบุสภาวะที่แน่นอนที่จำเป็นสำหรับศักยภาพสูงสุดได้ พารามิเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดเพื่อให้ได้การยับยั้งเอนไซม์ ACE สูงสุดคืออุณหภูมิ 47°C, เวลาในกระบวนการ 3 ชั่วโมง 28 นาที และอัตราส่วน E/S ที่ 0.59 สารไฮโดรไลเสตที่ผลิตภายใต้สภาวะที่แม่นยำเหล่านี้มีศักยภาพสูงอย่างยิ่ง โดยแสดงค่า IC50 เพียง 0.33 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร ค่า IC50 หมายถึงความเข้มข้นของสารที่จำเป็นในการยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ได้ 50%; ตัวเลขที่ต่ำกว่าแสดงถึงสารยับยั้งที่มีประสิทธิภาพมากกว่า ผลลัพธ์นี้ยืนยันว่าส่วนผสมเปปไทด์เบื้องต้นนั้นเป็นส่วนผสมที่มีประสิทธิภาพสูงอยู่แล้ว

การค้นพบ Shiitake Mushroom Peptide ชนิดใหม่ KIGSRSRFDVT

เมื่อได้สารไฮโดรไลเสตที่มีฤทธิ์สูงอย่างน่าทึ่งมาแล้ว ความท้าทายทางวิทยาศาสตร์ขั้นต่อไปคือการแยกและระบุโมเลกุลที่เฉพาะเจาะจงซึ่งรับผิดชอบต่อผลกระทบอันทรงพลังนี้ สิ่งนี้สำเร็จได้ด้วยกระบวนการทำให้บริสุทธิ์และระบุคุณลักษณะหลายขั้นตอนที่เข้มงวด ซึ่งออกแบบมาเพื่อเจาะจงไปยังเปปไทด์ที่มีศักยภาพสูงสุดเพียงตัวเดียว

• ขั้นตอนที่ 1: การกรองแบบอัลตราฟิลเตรชัน (Ultrafiltration) ขั้นแรก สารไฮโดรไลเสตจะถูกนำไปผ่านการกรองแบบอัลตราฟิลเตรชัน ซึ่งเป็นเทคนิคที่แยกโมเลกุลตามขนาดหรือน้ำหนักโมเลกุล เปปไทด์จะถูกกรองผ่านเมมเบรนที่มีขนาดรูพรุนต่างกัน แยกพวกมันออกเป็นห้ากลุ่มที่แตกต่างกัน ขั้นตอนนี้ให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญ: ส่วนที่ประกอบด้วยเปปไทด์ที่เล็กที่สุด ซึ่งมีน้ำหนักโมเลกุลน้อยกว่า 0.65 kDa เป็นส่วนที่มีประสิทธิภาพสูงสุด โดยแสดงค่า IC50 ที่ต่ำยิ่งกว่าคือ 0.23 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร
• ขั้นตอนที่ 2: เทคนิค RP-HPLC (Reversed-Phase High-Performance Liquid Chromatography) ต่อมา ส่วนที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำและมีประสิทธิภาพสูงนี้จะถูกทำให้บริสุทธิ์ยิ่งขึ้นโดยใช้เทคนิค RP-HPLC นี่เป็นเทคนิคโครมาโทกราฟีที่มีความแม่นยำสูงซึ่งแยกสารประกอบในส่วนผสมตามคุณสมบัติที่ไม่ชอบน้ำ (hydrophobicity) เมื่อส่วนผสมถูกส่งผ่านคอลัมน์พิเศษ เปปไทด์ต่างๆ จะแยกออกเป็นพีคที่แตกต่างกัน นักวิจัยเก็บรวบรวมส่วนย่อยเจ็ดส่วนหลัก และเมื่อทำการทดสอบ พีคที่เจ็ดซึ่งมีชื่อว่า F7 แสดงฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ ACE สูงที่สุด
• ขั้นตอนที่ 3: การวิเคราะห์ลำดับและระบุคุณลักษณะ ในที่สุด พีค F7 ที่มีความบริสุทธิ์สูงนี้จะถูกนำไปวิเคราะห์โดยใช้เทคนิค LC-MS/MS mass spectrometry ขั้นสูงเพื่อระบุโครงสร้างโมเลกุลและลำดับกรดอะมิโนที่แน่นอน ผลลัพธ์คือการค้นพบเปปไทด์ 11 กรดอะมิโนชนิดใหม่: KIGSRSRFDVT. เพื่อตรวจสอบว่านี่คือสารประกอบที่ออกฤทธิ์จริง เปปไทด์ที่ค้นพบใหม่นี้จึงถูกสังเคราะห์ทางเคมีในรูปแบบบริสุทธิ์และนำไปทดสอบ เปปไทด์บริสุทธิ์ยืนยันฤทธิ์อันทรงพลังด้วยค่า IC50 สุดท้ายที่ 37.14 ไมโครโมลาร์

การยืนยันกลไกการออกฤทธิ์

ส่วนสำคัญในการตรวจสอบส่วนผสมออกฤทธิ์ทางชีวภาพชนิดใหม่คือการ ทำความเข้าใจอย่างถ่องแท้ว่ามันทำงานอย่างไรในระดับโมเลกุล การศึกษานี้ยืนยันกลไกการออกฤทธิ์ของเปปไทด์จากเห็ดหอมผ่านสองวิธีที่แตกต่างและเสริมซึ่งกันและกัน

การวิเคราะห์เชิงเปรียบเทียบกลไก

1. การวิเคราะห์จลนศาสตร์ในห้องปฏิบัติการ: การศึกษาโดยใช้ กราฟ Lineweaver-Burk ได้ข้อสรุปว่าเปปไทด์ KIGSRSRFDVT ทำหน้าที่เป็น สารยับยั้งแบบไม่แข่งขัน (Non-Competitive Inhibitor)
   • ความหมาย: สารจะ เข้าแย่งตำแหน่งทำงานหลัก (Active Site) กับสารตั้งต้นตามธรรมชาติ เปปไทด์จะเข้าไปจับกับ ตำแหน่งรอง (Allosteric Site) บนโมเลกุลของเอนไซม์ ACE แทน
2. การจำลองการจับกันของโมเลกุล (Molecular Docking): การค้นพบจากการทดลองนี้ได้รับการ ยืนยัน ด้วยแบบจำลองคอมพิวเตอร์ ซึ่งทำนายว่าเปปไทด์จะจับกับ บริเวณอื่นที่ไม่ใช่จุดทำงานหลัก บนเอนไซม์ ACE จริง ๆ

ความสอดคล้องกันอย่างชัดเจน ระหว่างผลการทดลองในห้องปฏิบัติการและการสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์นี้ เป็น หลักฐานที่น่าเชื่อถืออย่างยิ่ง สำหรับกลไกการออกฤทธิ์ที่ซับซ้อนของเปปไทด์ ความเข้าใจในกลไกนี้มี คุณค่าอย่างยิ่ง ในการสร้างความไว้วางใจของผู้บริโภคและสำหรับการยื่นขออนุมัติตามกฎระเบียบ

ศักยภาพเชิงพาณิชย์ของเปปไทด์จากเห็ดหอม (Shiitake Mushroom Peptide)

การค้นพบและการตรวจสอบเปปไทด์ KIGSRSRFDVT นำเสนอ โอกาสสำหรับธุรกิจในตลาดผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร และอาหารฟังก์ชัน งานวิจัยนี้มอบความสำเร็จในการเปิดตัวผลิตภัณฑ์และเรื่องราวทางการตลาดที่มีประสิทธิภาพ

• แรงดึงดูดทางการตลาด: กลุ่มเป้าหมาย ซึ่งรวมถึงผู้ใหญ่ที่ใส่ใจสุขภาพหัวใจและหลอดเลือดและการดูแลสุขภาพเชิงป้องกัน มีขนาดใหญ่ เติบโต และกำลังมองหาผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ
• ส่วนผสมจากแหล่งที่เชื่อถือได้:  “ซูเปอร์ฟู้ด” ของเห็ดหอม สร้างความได้เปรียบทางการตลาดและสร้างความไว้วางใจของผู้บริโภคตั้งแต่เริ่มต้น
• ความน่าเชื่อถือทางวิทยาศาสตร์: คำกล่าวอ้างของผลิตภัณฑ์ มิได้ขึ้นอยู่กับหลักฐานที่ไม่ชัดเจน แต่มาจาก การวิจัยและพัฒนาทางวิทยาศาสตร์ที่เข้มงวด
• การใช้งานผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย: เปปไทด์ที่มีศักยภาพนี้สามารถเป็นส่วนผสมสำหรับผู้บริโภคได้หลากหลาย ตั้งแต่แคปซูลสำหรับรับประทานไปจนถึงผงเสริมอาหารสำหรับผสมในสมูทตี้ หรือแม้กระทั่งผสมในอาหารฟังก์ชันระดับพรีเมียม

การศึกษานี้แสดงให้เห็นถึงกระบวนการที่สมบูรณ์ ตั้งแต่แหล่งอาหารธรรมชาติที่เชื่อถือได้ไปจนถึงส่วนผสมออกฤทธิ์ทางชีวภาพชนิดใหม่ที่มีคุณลักษณะเฉพาะ มีศักยภาพสูง และได้รับการระบุอย่างชัดเจน เปปไทด์ KIGSRSRFDVT จากเห็ดหอมจึงเป็นตัวเลือกชั้นนำสำหรับการพัฒนาเป็นส่วนผสมในอาหารฟังก์ชันหรือผลิตภัณฑ์เสริมอาหารที่มุ่งเป้าไปที่การควบคุมความดันโลหิตสูงจากธรรมชาติ การนำส่วนผสมที่ผ่านการตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์เช่นนี้ออกสู่ตลาดโลกต้องอาศัยวิสัยทัศน์และความร่วมมือเชิงกลยุทธ์ VISBIO ขอเชิญชวนบริษัทฯ ที่สนใจการพัฒนาผลิตภัณฑ์เพื่อสุขภาพ จากสารธรรมชาติมาสำรวจโอกาสทางการค้าที่สำคัญที่นำเสนอโดยงานวิจัยนี้ ติดต่อ VISBIO วันนี้เพื่อรับคำปรึกษาฟรี เพื่อหารือว่าวิทยาศาสตร์ที่ล้ำสมัยนี้จะกลายเป็นเรื่องราวความสำเร็จชั้นนำในตลาดของคุณได้อย่างไร